Пирометр

 

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры объектов по их тепловому излучению, и может быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел а также твердых и жидких тел, в которых образована полость черного тела. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения температуры при одновременном повышении производительности труда. Определяют момент смены знака разности напряжений U Ai -UAz на прямом и инверсном входах нуль-органа 12, величина которых пропорциональна текущему значению длин волн 5/TLL-rUU Aii и A2i где 1 12, и т д., выделяемых первой 4 и второй 5 выходными щелями устройства 1 для сканирования спектра, соответственно . В этот момент времени пиковый детектор 16 запоминает величину выходного сигнала датчика перемещения 7 диспергирующего элемента 3, пропорционального текущему значению длины волны Аи, принимая равным Амакс В вычислительном узле 14 осуществляется вычисление значения действительной температуры объекта исходя из закона смещения Вина, которое отображается регистрирующим прибором 15 При этом спектральная ширина первой 4 и второй 5 выходных щелей выбирается равной 5-50 А , а выделяемые на их выходе длины волн AI и А2 отличаются не более, чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействия определения действительной температуры исследуемых объектов, а также позволяет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышения быстродействия измерений, так и за счет сокращения длительности подготовки пирометра к измерениям из-за отсутствия необходимости его градуировки по модели АЧТ 1 ил. fe С СО 01 о Ю 72 Ц 13

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s G 01 J 5/60

t ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4619472/25 (22) 14.12.88 (46) 15.03,91. Бюл, N 10 (71) Пермский политехнический институт (72) Б.С. Игнатьев, Т.С, Леготкина, K),А. Махнев и А.А. Г1оскачей (53) 536.5 (088.8) (56) Патент CLUA ¹ 3635088, кл, G 01 J 95/60, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N .246117, .кл, .G 01 J 5/60, 1968. (54) ПИРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры обьектов по их тепловому излучению, и может быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел, а такЖе твердых и жидких тел, в которых образована полость черного тела, Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерения температуры при одновременном повышении производительности труда, Определяют момент смены знака разности напряжений

0Л1 — 0Л2 на прямом и инверсном входах нуль-органа 12, величина которых пропорциональна текущему значению длин волн

„„Я „„1635019 А1

Лн и Л2 где = 1. 2... и т.д., выделяемых первой 4 и второй 5 выходными щелями устройства 1 для сканирования спектра, соответственно. В этот момент времени пиковый детектор 16 запоминает величину выходного сигнала датчика перемещения 7 диспергирующего элемента 3, пропорционального текущему значению длины волны

iliI, принимая равным Л,ак . В вычислительном узле 14 осуществляется вычисление значения действительной температуры объекта исходя из закона смещения Вина, которое отображается регистрирующим прибором 15. При этом спектральная ширина первой 4 и второй 5 выходных щелей выбирается равной 5-50 А, а выделяемые на их выходе длины волн Л1 и Л2 отличаются не более, чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействия определения действительной температуры исследуемых объектов. а также позволяет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышения быстродействия измерений, так и за счет сокращения длительности подготовки пирометра к измерениям из-эа отсутствия необходимости его градуировки по модели

АЧТ, 1 ил.

1635019

Изобретение относится к измерительной технике, л именно к бесконтактному измерению температуры обьектов по их тепловому излучению, и мож т быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел, а также твердых и жидких те, в которых образована полость черного тела.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерения температуры при одновременном повышении производительности труда.

На чертеже приведена функциональная схема пирометра.

Пирометр содержит устройство 1 для сканирования спектра, выполненное в виде оптической системы 2, диспергирующего элемента 3, первой 4 и второй 5 выходных щелей, а также электропривод 6 и датчик 7 перемещения диспергирующего элемента

3, первый 8 и второй 9 фотоприемники, первый 10 и второй 11 фотоусилители, нуль-орган 12, триггерное устройство 13, вычислительный узел 14, регистрирующий прибор 15, пиковый детектор 16. аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 17, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18, регистр 19 и генератор 20.

Пирометр работает следующим образом.

Излучение от исследуемого объекта (на чертеже не показан) через оптическую систему 2 устройства 1 для сканирования спектра поступает на его диспергирующий элемент 3, приводимый во вращение электооприводом 6. С выхода диспергирующего элемента просканированное по спектру исследуемое излучение через первую 4 и вторую 5 выходные щели устройства 1 для сканирования спектра поступают на вход первого 8 и второго 9 фотоприемников соответственно. Электрические сигналы 0 и

U gg амплитуда которых пропорциональна текущему значению длин волн iln и Л соответственно, где I - 1,2..„через первый 10 и второй 11 фотоусилители поступают на прямой и инверсный входы нул -органа 12. До тех пор, пока величина электрического сигнала U Д больше величины электрического сигнала U Д, на выходе нуль-органа 12 формируется электрический сигнал, запрещающий работу триггерного устройства 13, установленного в исходное состояние после включения питания пирометра выходным сигналом генератора 20, поступающего на его второй вход. В TQT момент времени. когда величина электрического сигнала

1!Д1 станет меньше величины электрического сигнала Ug, на выходе нуль-органа

55 определения 1а с =4< в момент смены

12 формируется электрический сигнал, при поступлении которого на первый вход триггерного устройства 13 на втором выходе последнего формируется электрический сигнал. При поступлении на третий вход пикового детектора 16 электрического импульса с второго выхода триггерного устройства

13 в пиковом детекторе 16 запоминается значение выходного напряжения датчика 7 перемещения, величина которого пропорциональна текущему значению длины волны Ап. Кроме того, на первом выходе триггерного устройства 13 формируется импульс, при поступлении которого на вторые входы вычислительного узла 14 и ПЗУ 18 разрешается их работа.

Напряжение, запомненное в пиковом детекторе 16, поступают на вход АЦП 17; преобразующего его в двоичый цифровой код, который определяет адрес ячейки памяти ПЗУ 18. в которой записан цифровой код текущего значения длины волны k)j, принимаемого за значение 4„,, соответствующее максимальной яркости спектра излучения исследуемого обьекта, Цифровой кодс выхода ПЗУ 18 переписывается в регистр 19, разрядность которого определяется необходимой точностью вычисления,„,. С выхода регистра 19 цифровой код поступает на первый вход вычислительного узла 14. на выходе которого формируется сигнал, равный отношению

238/kuagc Величина этого сигнала. соответствующая измеренной действительной температуре исследуемого обьекта, индицируется на табло регистрирующего прибора 15. Через один оборот диспергирующего элемента 3 устройства 1 для сканирования спектра датчик 7 перемещения вновь занимает исходное положение, пиковый детектор 16 обнуляется, а на его втором выходе формируется импульс, по которому триггерное устройство 13 возвращается в исходное положение. При этом эапре:цается работа

ПЗУ 18, а регистр 19 и вычислительный узел

14 обнуляются, Цикл работы пирометра гювторяется. Необходимо отметить, что перед началом работы пирометра триггерное устройство 13. вычислительный узел 14, пиковый де гектор 16 и АЦП 17 устанавливаются в исходное состояние выходными импульсами генератора 20, кроме того. генератор 20 обеспечивает функционирование вычислительного узла 14 и АЦП 17.

Таким образом, пирометр позволяет быстро и точно определять длину волны

,„,, благодаря близости выделяемых устройством 1 для сканирования спектра текущих длин волн Лаиб и автоматизации

1635019

Составитель Н,Леви

Редактор Л.Пчолинская Техред M,Моргентал Корректор В.Гирняк

Звквз 748 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, yn,Гагарина, 101, знака разности напряжений (UÄq -0 ) на выходе первого 10 и второго 11 фотоусилителей. Экспериментально установлено, что это достигается при спектральной ширине первой 4 и второй 5 выходных щелей устрой- 5 ства 1 для сканирования спектра 5-50 Й, при этом выделяемые нв их выходе длины волн А .и Яр должны отличаться не более чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействия определения действительной температуры исследуемых объектов, а также позволяет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышения быстродействия измерений, так и за 15 счет сокращения длительности подготовки пирометрв к измерениям из-за отсутствия необходимости его градуировки по модели абсолютно черного тела.

Формула изобретения

Пирометр, содержащий расположенное по ходу излучения устройство для сканирования спектра излучения с диспергирующим элементом, выполненным с 25 возможностью вращения, датчик перемещения диспергирующего элемента, первый фотоприемник, установленный за первой выходной щелью устройства для сканирования спектра излучения, первый фотоусили- 30 тель, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, в также вычислительный узел,, выход которого соединен с регистрирующим прибором, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения 35 точности и быстродействия измерения темнературы при одновременном повышении производительности труда, в него дополнительно введены второй фотоприемник, второй фотоусилитель, нуль-орган, триггерное устройство, генератор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство и регистр, при этом устройство для сканирования спектра излучения снабжено второй а ходной щелью, размещенной на одной *окальной поверхности с первой выходной целью и настроенной на выделение монохромэтического излучения с длиной волны А к где

i 1.2„.. и т.д., меньшей длины волныilii монохроматического излучения, выделяемого первой выходной щелью, на 5-10 нм, причем прямой вход нуль-органа соединен с выходом первого фотгъусилителя, инверсный вход через второй фотоусилитель — с выходом второго фотоприемника, а выход— с первым входом триггерного устройства, выход датчика перемещения диспергирующого элемента через пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство и регистр соединен с первым входом вычислительного узла, второй вход которого соединен с первым выходом триггерного устройства и вторым входом постоянного запоминающего устройства, а третий вход — с выходом генератора и вторыми входами пикового детектора, аналого-цифрового преобразователя и триггерного устройства, третий вход последнего соединен с вторым выходом пикового детектора, э второй выход — c его третьим входом.